機(jī)械學(xué)院專欄《科苑·星壇》第六期準(zhǔn)時啟航！本期將為大家介紹詹天卓教授。詹老師在先進(jìn)制程芯片互連的界面熱阻特性研究、硅納米線熱電器件開發(fā)、微納尺度傳熱特性研究等方面取得了多項成果。本期將為本科生提供“后摩爾時代先進(jìn)制程芯片互連的界面熱阻特性研究”小微項目。期待同學(xué)們的加入，深入探究先進(jìn)制程芯片互連界面的熱阻特性，為未來芯片的熱管理方案設(shè)計做出貢獻(xiàn)！
01 個人簡介
詹天卓，北航機(jī)械工程及自動化學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，國家級人才。本科、碩士畢業(yè)于北航機(jī)械工程及自動化學(xué)院，博士畢業(yè)于日本九州大學(xué)材料科學(xué)與工程系。先后在日本國家材料科學(xué)研究所（NIMS），日本早稻田大學(xué)及日本東洋大學(xué)擔(dān)任博士后研究員，主任研究員及副教授等職務(wù)。從事微納尺度傳熱、芯片熱管理、基于CMOS工藝的硅納米線熱電器件、氮化硼基熱界面材料等相關(guān)研究。曾主持日本學(xué)術(shù)振興會（JSPS），日本村田學(xué)術(shù)振興財團(tuán)，日本廣瀨學(xué)術(shù)財團(tuán)等機(jī)構(gòu)資助的多項科研項目。在國際半導(dǎo)體頂級會議VLSI Symposium、Adv. Funct. Mater.，Chem. Eng. J.，ACS Appl. Mater. Interfaces等期刊發(fā)表論文50多篇。
02 學(xué)術(shù)成果
1) 先進(jìn)制程芯片互連的界面熱阻特性研究
隨著先進(jìn)制程芯片的晶體管集成密度不斷提高，互連的特征尺寸急劇縮小，致使界面熱阻成為互連結(jié)構(gòu)焦耳熱耗散的關(guān)鍵瓶頸。針對高算力芯片的熱管理挑戰(zhàn)，本研究聚焦于先進(jìn)制程芯片互連界面熱阻特性，揭示了互連材料屬性與界面微觀結(jié)構(gòu)對熱輸運行為的影響機(jī)制，為高算力芯片的高效熱管理提供了設(shè)計依據(jù)與優(yōu)化路徑。
2) 基于CMOS工藝的硅納米線熱電器件開發(fā)
海量的物聯(lián)網(wǎng)傳感器亟需長效免維護(hù)的供電方案。硅納米線熱電器件與CMOS工藝兼容，為構(gòu)建可縮放、易集成、自供電的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供了理想路徑。本研究致力于利用CMOS工藝開發(fā)平面型硅納米線熱電器件。針對微型熱電器件因熱電偶兩端有效溫差小而導(dǎo)致的發(fā)電效率低這一關(guān)鍵瓶頸，通過優(yōu)化器件的導(dǎo)熱層設(shè)計，有效降低了寄生熱阻，從而實現(xiàn)了發(fā)電功率的顯著提升。
3) 基于多種計算方法的微納尺度傳熱特性研究
傳統(tǒng)界面熱阻預(yù)測方法依賴簡化模型和經(jīng)驗參數(shù)。本研究利用機(jī)器學(xué)習(xí)手法深度融合材料屬性、界面特性等多維物理特征，挖掘其與界面熱阻間的復(fù)雜非線性關(guān)系，實現(xiàn)了界面熱阻更快速、更高精度的預(yù)測。由于缺乏長程有序性，非晶材料的結(jié)構(gòu)特征難以表征，這阻礙了其結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的確定。本研究利用持續(xù)同調(diào)方法將無序原子結(jié)構(gòu)中的多尺度“孔洞”結(jié)構(gòu)量化為拓?fù)涮卣鳎㈥P(guān)聯(lián)其與聲子的輸運行為。通過分析這些拓?fù)涮卣鞯摹吧芷凇?，揭示了原子團(tuán)簇的連通性與穩(wěn)定性如何影響熱導(dǎo)率，從拓?fù)錈o序的角度闡釋了導(dǎo)熱機(jī)制。
03 項目介紹
1) 項目簡介
后摩爾時代先進(jìn)制程芯片互連的界面熱阻特性研究
隨著芯片技術(shù)向更小制程與三維堆疊演進(jìn)，界面熱阻已成為制約高算力芯片熱管理效能的關(guān)鍵瓶頸。深入探究先進(jìn)制程芯片互連界面的熱阻特性，對揭示其微觀熱輸運機(jī)理至關(guān)重要，將為未來芯片的熱管理方案設(shè)計奠定堅實的理論與基礎(chǔ)。
2) 所需能力
半導(dǎo)體工藝及微納傳熱基本知識
實驗操作能力
數(shù)據(jù)處理和分析能力
團(tuán)隊協(xié)作能力
3) 相關(guān)事項
項目周期：2-6個月
所需人數(shù)：1-3名本科生
4) 聯(lián)系方式
電子郵箱：zhantianzhuo@buaa.edu.cn
04 老師寄語
愿同學(xué)們持求真之心，秉創(chuàng)新之念，奔赴屬于自己的星辰大海。前程似錦，未來可期！
